JP7173324B2 - 鋼材のガス切断方法および鋼材の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、鋼材のガス切断方法およびこれを用いた鋼材の製造方法に関する。

鋼材の切断方法の一つとして、ガス切断が広く用いられている。ガス切断では、まず切断開始点を発火温度以上の高温に予熱し、次いでこの切断開始点に高純度高圧の切断酸素を吹き付けて鋼材を燃焼させる。鋼が燃焼して生成するスラグは、鋼よりも融点が低いので、上記予熱により容易に溶融し、上記切断酸素によって吹き飛ばされて除去される。この状態で、上記切断酸素の吹き付け位置を移動させると、鋼の燃焼により生じる発熱を熱源として上記反応が継続し、鋼材が溝状に切断されていく。

鋼材を製造するために鋼片を圧延する前にも、圧延時の噛み込み確保等の目的から、鋼片の端面の四辺側をガス切断により面取りして角錐状に加工することが行われている。

このように、鋼材や鋼片を種々の方向に角度を付けてガス切断する方法が、例えば、特許文献１に開示されている。この特許文献１に開示されるような従来の鋼材のガス切断方法では、鋼材を各方向にガス切断する毎に、各切断開始点を上述のとおり発火温度以上に予熱する必要がある。

特開２００９－２４８１５８号公報

上述のような鋼材の製造現場では、工場建屋のスペース等の制約から鋼材を隙間なく近接するように並べるのが一般的であり、この状態のまま各鋼材の端面の四辺側をガス切断しようとすると、切断対象とする鋼材の切断開始点を予熱する高温の予熱炎が隣接する鋼材にも及んで、隣接する鋼材に疵がついてしまう恐れがある。これを防ぐために、鋼材の端面の四辺側をガス切断する前に、人手によりバール等を用いて鋼材間に隙間を開ける必要が生じていた。

また、圧延前の鋼片をガス切断する際には、予熱炎や切断酸素を当てる向きが、作業性等の観点から制約を受ける。このため、鋼片の端面の四辺側、すなわち上下左右側をガス切断するにあたっては、鋼片を軸周りに回転させて向きを変える必要も生じ、鋼片の圧延前に、鋼片の端面の四辺側をガス切断により面取りして角錐状に加工するのに、多大な手間を要していた。

本発明は上記のような事情に鑑みてなされたものであり、隙間なく近接させて配列された鋼材のうち切断対象とする鋼材を、これに隣接する鋼材を傷つけることなく、効率的に切断することのできる、鋼材のガス切断方法およびこれを用いた鋼材の製造方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の鋼材のガス切断方法および鋼材の製造方法は、以下の特徴を有する。

［１］ 前記一の鋼材のうち前記他の鋼材から離れた予熱域に予熱炎を当てて予熱し、次いで、切断酸素を前記予熱域から前記一の鋼材と前記他の鋼材との境界で停止させずに前記他の鋼材に進入するまで移動させて、前記一の鋼材をガス切断することを特徴とする鋼材のガス切断方法。

ここで、「鋼材」とは、圧延、鍛造、引抜き、鋳造など各種の方法で所要の形状に加工された鋼を指し、溶鋼を鋳型に鋳込んだり連続鋳造したりして得た鋼塊や鋼片を含むものとする。

また、「近接させて」とは、前記一の鋼材と前記他の鋼材との間の隙間の大きさが３ｍｍ以下であることを意味する。

また、「予熱域」とは、予熱炎により鋼材が９００℃以上に加熱される領域を意味する。

［２］ 前記予熱域を、前記他の鋼材から２ｍｍ以上離れた位置とすることを特徴とする［１］に記載の鋼材のガス切断方法。

ここで、「予熱域を、前記他の鋼材から２ｍｍ以上離れた位置とする」とは、予熱炎により鋼材が９００℃以上に加熱される領域の外縁が他の鋼材から２ｍｍ以上離れるような位置とすることを意味する。

［３］ 前記ガス切断により、前記一の鋼材の端部をベベル切断することを特徴とする［１］または［２］に記載の鋼材のガス切断方法。

ここで、「ベベル切断（bevel cutting）」とは、切断面が鋼材に対して斜め（べベル）の角度をもつように切断することを意味する。

［４］ 前記予熱炎による前記予熱および前記切断酸素による前記ガス切断をロボットにより行うことを特徴とする［１］～［３］のいずれかに記載の鋼材のガス切断方法。

［５］ 前記一の鋼材と前記他の鋼材として、第一の鋼材、第二の鋼材および第三の鋼材を互いに平行に、前記第一の鋼材が前記第二の鋼材と前記第三の鋼材との間に挟まれるようにして近接させて配列する工程と、前記第一の鋼材の端面の上側の辺上でかつ前記第二の鋼材および前記第三の鋼材から離れた第一の予熱域に予熱炎を当てて予熱し、次いで、下方に噴出する切断酸素を前記第一の予熱域から前記第一の鋼材の上面を前記第二の鋼材との境界で停止させずに該第二の鋼材の上面に進入するまで移動させて、前記端面の前記第二の鋼材側の部分を面取りするようにガス切断する第一の面取り工程と、前記第一の鋼材の端面の上側の辺上または前記第一の面取り工程による切断面の上側の辺上でかつ前記第二の鋼材および前記第三の鋼材から離れた第二の予熱域に予熱炎を当てて予熱し、次いで、下方に噴出する切断酸素を前記第二の予熱域から前記第一の鋼材の上面を前記第三の鋼材との境界で停止させずに該第三の鋼材の上面に進入するまで移動させて、前記端面の前記第三の鋼材側の部分を面取りするようにガス切断する第二の面取り工程と、前記第一の面取り工程または前記第二の面取り工程による切断面の上側の辺上でかつ前記第二の鋼材および前記第三の鋼材から離れた第三の予熱域に予熱炎を当てて予熱し、次いで、前記端面側から見て下方斜め手前に噴出する切断酸素を前記第三の予熱域から鋼材の幅方向に水平移動させて、前記端面の上側部分を面取りするようにガス切断する第三の面取り工程と、前記第一の面取り工程または前記第二の面取り工程による切断面の下側の辺上でかつ前記第二の鋼材および前記第三の鋼材から離れた第四の予熱域に予熱炎を当てて予熱し、次いで、前記端面側から見て下方斜め奥に噴出する切断酸素を前記第四の予熱域から鋼材の幅方向に水平移動させて、前記端面の下側部分を面取りするようにガス切断する第四の面取り工程とを含むことを特徴とする［１］～［４］のいずれかに記載の鋼材のガス切断方法。

［６］ 前記第一の鋼材～前記第三の鋼材の向きを変えずに、前記第一の面取り工程～前記第四の面取り工程を行うことを特徴とする［５］に記載の鋼材のガス切断方法。

［７］ ［５］または［６］に記載の鋼材のガス切断方法により前記端面の前記第二の鋼材側の部分、前記第三の鋼材側の部分、前記上側部分および前記下側部分を面取りするようにガス切断した前記第一の鋼材を鋼片とし、該鋼片を前記端面側から圧延することを特徴とする鋼材の製造方法。

本発明の鋼材のガス切断方法によれば、切断対象である一の鋼材の予熱域を、切断対象ではない他の鋼材から離れた位置に設定し、この予熱域に予熱炎を当てて一の鋼材を予熱するので、高温の予熱炎によって他の鋼材に疵がつくことがない。

また、切断酸素を一の鋼材と他の鋼材との境界で停止させずに通過させて他の鋼材に進入するまで移動させることにより、一の鋼材と他の鋼材とが近接していながらも、切断酸素による鋼の燃焼、燃焼による発熱、発熱によるスラグの溶融および除去という連鎖反応が上記境界で停止し、ガス切断は他の鋼材側には進展しない。

また、切断酸素を一の鋼材と他の鋼材との境界で停止させずに通過させて他の鋼材に進入するまで移動させるので、一の鋼材における鋼の燃焼による発熱は、上記境界で長時間継続せず、また鋼の燃焼による発熱は予熱炎による予熱温度よりも低いので、切断酸素による発熱により上記境界において他の鋼材に疵がつくことがない。

図１は、本発明のガス切断方法の一例における、予熱域の位置および切断酸素の移動経路を模式的に示す斜視図である。 図２は、本発明のガス切断方法の他の一例において、予熱炎による予熱および切断酸素によるガス切断をロボットにより行う状況を模式的に示す斜視図である。 図３は、本発明のガス切断方法の他の一例における、第一の面取り工程での第一の予熱域の位置および切断酸素の移動経路を模式的に示す斜視図である。 図４は、本発明のガス切断方法の他の一例における、第二の面取り工程での第二の予熱域の位置および切断酸素の移動経路を模式的に示す斜視図である。 図５は、本発明のガス切断方法の他の一例における、第三の面取り工程での第三の予熱域の位置および切断酸素の移動経路を模式的に示す斜視図である。 図６は、本発明のガス切断方法の他の一例における、第四の面取り工程での第四の予熱域の位置および切断酸素の移動経路を模式的に示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は上面図である。 図７は、本発明のガス切断方法の他の一例における、第四の面取り工程の変形例を示す図であり、図７（ａ）は斜視図、図７（ｂ）は上面図である。

以下、図面を参照して、本発明の鋼材のガス切断方法および鋼材の製造方法の実施の形態について説明する。

まず、図１を参照して、本発明の鋼材のガス切断方法の基本構成を有する第一の実施形態について説明する。

第一の実施形態の鋼材のガス切断方法では、図１に示すように、まず、略直方体形状の一の鋼材１と他の鋼材２とを、間に隙間なく接するように配列する。

次に、一の鋼材１の端面のうち、他の鋼材２とは接しない端面１０の上側の辺の中央部、すなわち一の鋼材１のうち他の鋼材２から離れた位置に予熱域５０を設定して、切断トーチ４から噴出する予熱炎（図示せず）をこの予熱域５０に当てて予熱する。ここで、予熱域５０とは、予熱炎により鋼材が９００℃以上に加熱される領域を意味するものとするが、この予熱域５０は、他の鋼材２から２ｍｍ以上離れた位置に設定する。

次いで、切断トーチ４から高純度高圧の切断酸素６を下方に噴出させて予熱域５０に当て、一の鋼材１の上面側から下面側までガス切断の反応域を到達させる。この状態を保ちつつ、切断トーチ４を予熱域５０から一の鋼材１の上面に沿って他の鋼材２との境界２０に向かうように、図１に示す切断線Ｃ上を移動させて、一の鋼材１をガス切断する。このとき、一の鋼材１と他の鋼材２との境界２０では切断トーチ４を停止させずに通過させ、そのまま他の鋼材２の上面に進入するまで移動する。このようにすると、一の鋼材１と他の鋼材２とが隙間なく接していながらも、切断酸素による鋼の燃焼、燃焼による発熱、発熱によるスラグの溶融および除去という連鎖反応、すなわちガス切断は、一の鋼材１と他の鋼材２との境界２０で停止し、他の鋼材２側には進展しない。この結果、一の鋼材１の端面１０のうち他の鋼材２側の部分を面取りするように、一の鋼材１がガス切断によりベベル切断される。

次に、図２～図６を参照して、本発明の鋼材のガス切断方法の第二の実施形態およびこれを用いた鋼材の製造方法の実施の形態について説明する。

第二の実施形態の鋼材のガス切断方法では、図２に示すように、切断トーチ４からの予熱炎５および切断酸素６の噴出および停止、ならびに切断トーチ４の３次元移動および角度の変更を、ロボット７により行う。

まず、図２および図３に示すように、それぞれ矩形断面を有する第一の鋼材（一の鋼材）１、第二の鋼材（他の鋼材）２および第三の鋼材（他の鋼材）３を、鋼材１～３の長さ方向Ｌに沿って互いに平行に、第一の鋼材１が第二の鋼材２と第三の鋼材３との間に挟まれるようにして、架台８上に隙間なく接するように配列する。

そして、第一の鋼材１～第三の鋼材３が上記のように架台８上に配列された状態のまま、第一の鋼材１～第三の鋼材３の向きを変えずに、ロボット７により切断トーチ４の挙動を制御して、後述する第一の面取り工程～第四の面取り工程を行う。

まず、図３に示す第一の面取り工程を行う。まず、第一の鋼材１の長さ方向Ｌの端面１０の上側の辺の中央部、すなわち第一の鋼材１の端面１０の上側の辺上でかつ第二の鋼材２からも第三の鋼材３からも離れた位置を第一の予熱域（予熱域）５１として、切断トーチ４から噴出する予熱炎（図３では図示せず）をこの第一の予熱域５１に当てて予熱する。この第一の予熱域５１は、第二の鋼材２と第三の鋼材３のいずれからも２ｍｍ以上離れた位置とする。

次いで、切断トーチ４から高純度高圧の切断酸素６を下方に噴出させて第一の予熱域５１に当て、第一の鋼材１の上面側から下面側までガス切断の反応域を到達させる。この状態を保ちつつ、切断トーチ４を第一の予熱域５１から第一の鋼材１の上面に沿って第二の鋼材２との境界２０に向かうように、図３に示す切断線Ｃ１上を移動させて、第一の鋼材１をガス切断する。このとき、第一の鋼材１と第二の鋼材２との境界２０では切断トーチ４を停止させずに通過させ、そのまま第二の鋼材２の上面に進入するまで移動する。このようにすると、第一の鋼材１と第二の鋼材２とが隙間なく接していながらも、切断酸素による鋼の燃焼、燃焼による発熱、発熱によるスラグの溶融および除去という連鎖反応、すなわちガス切断は、第一の鋼材１と第二の鋼材２との境界２０で停止し、第二の鋼材２側には進展しない。この結果、第一の鋼材１の端面１０のうち第二の鋼材２側の部分を面取りするように、第一の鋼材１がガス切断によりベベル切断され、切断片が下方に落下する。

次に、図４に示す第二の面取り工程を行う。まず、第一の鋼材１の端面１０の上側の辺上で第一の面取り工程による切断面１５に近い位置、すなわち第二の鋼材２からも第三の鋼材から３も離れた位置を第二の予熱域（予熱域）５２として、切断トーチ４から噴出する予熱炎（図４では図示せず）をこの第一の予熱域５１に当てて予熱する。第二の予熱域５２は、上記の位置に代えて、第一の面取り工程による切断面１５の上側の辺上で第一の鋼材１の端面１０に近い位置、すなわち第二の鋼材２からも第三の鋼材３からも離れた位置としても良い。この第二の予熱域５２は、第一の予熱域５１と同様に、第二の鋼材２と第三の鋼材３のいずれからも２ｍｍ以上離れた位置とする。

次いで、切断トーチ４から高純度高圧の切断酸素６を下方に噴出させて第二の予熱域５２に当て、第一の鋼材１の上面側から下面側までガス切断の反応域を到達させる。この状態を保ちつつ、切断トーチ４を第二の予熱域５２から第一の鋼材１の上面に沿って第三の鋼材３との境界３０に向かうように、図４に示す切断線Ｃ２上を移動させて、第一の鋼材１をガス切断する。このとき、第一の鋼材１と第三の鋼材３との境界３０では切断トーチ４を停止させずに通過させ、そのまま第三の鋼材３の上面に進入するまで移動する。このようにすると、第一の鋼材１と第三の鋼材３とが隙間なく接していながらも、切断酸素による鋼の燃焼、燃焼による発熱、発熱によるスラグの溶融および除去という連鎖反応、すなわちガス切断は、第一の鋼材１と第三の鋼材３との境界３０で停止し、第三の鋼材３側には進展しない。この結果、第一の鋼材１の端面１０のうち第三の鋼材３側の部分を面取りするように、第一の鋼材１がガス切断によりベベル切断され、切断片が下方に落下する。

なお、第一の面取り工程による切断面１５と第二の面取り工程による切断面１６は、左右対称な形状にすることが好ましい。

次に、図５に示す第三の面取り工程を行う。まず、第二の面取り工程による切断面１６の上側の辺上でかつ第三の鋼材３から離れていながら第三の鋼材３に近い位置を第三の予熱域（予熱域）５３として、切断トーチ４から下方斜め手前に噴出する予熱炎（図５では図示せず）をこの第三の予熱域５３に当てて予熱する。第三の予熱域５３は、第一の予熱域５１および第二の予熱域５２と同様に、第二の鋼材２と第三の鋼材３のいずれからも２ｍｍ以上離れた位置とする。

次いで、切断トーチ４から高純度高圧の切断酸素６を、第一の鋼材１の端面１０側から見て下方斜め手前に噴出させて第三の予熱域５３に当て、第一の鋼材１の上面側から端面１０側までガス切断の反応域を到達させる。この状態を保ちつつ、切断トーチ４を第三の予熱域５３から第一の鋼材１の上面に沿って鋼材の幅方向Ｗに、図５に示す切断線Ｃ３上を移動させて、第一の鋼材１をガス切断する。この結果、第一の鋼材１の端面１０のうち上側の部分を面取りするように、第一の鋼材１がガス切断によりベベル切断され、切断片が切断面１７上に沿って滑り落ちる。

第三の面取り工程では、図５に示すように、ガス切断の終点が第一の面取り工程による切断面１５上に位置している場合には、このガス切断の終点は第二の鋼材２から離れていることになる。よって、第一の面取り工程および第二の面取り工程とは異なり、切断トーチ４をガス切断の終点で停止させても良い。あるいは、ガス切断の終点が第一の面取り工程による切断面１５上に位置せず、第二の鋼材２に接する場合には、第一の面取り工程および第二の面取り工程と同様に、第一の鋼材１と第二の鋼材２との境界では切断トーチ４を停止させずに通過させ、そのまま第二の鋼材２の上面に進入するまで移動する。このようにすると、第一の鋼材１と第二の鋼材２とが隙間なく接していながらも、切断酸素による鋼の燃焼、燃焼による発熱、発熱によるスラグの溶融および除去という連鎖反応、すなわちガス切断は、第一の鋼材１と第二の鋼材２との境界で停止し、第二の鋼材２側には進展しない。

なお、上記に代えて、第三の予熱域５３を、第一の面取り工程による切断面１５の上側の辺上でかつ第二の鋼材２から離れていながら第二の鋼材２に近い位置としても良い。この場合には、切断トーチ４を第三の予熱域５３から鋼材の幅方向Ｗに、上記とは左右逆方向に移動させて、第一の鋼材１の端面１０のうち上側の部分をガス切断する。

次に、図６（ａ）および図６（ｂ）に示す第四の面取り工程を行う。まず、第二の面取り工程による切断面１６の下側の辺上でかつ第三の鋼材３から離れていながら第三の鋼材３に近い位置を第四の予熱域（予熱域）５４として、切断トーチ４から第一の鋼材１～第三の鋼材３の左右側面に平行かつ下方斜め奥に向けて予熱炎（図６では図示せず）を噴出させ、第四の予熱域５４に当てて予熱する。この第四の予熱域５４は、第一の予熱域５１、第二の予熱域５２および第三の予熱域５３と同様に、第二の鋼材２と第三の鋼材３のいずれからも２ｍｍ以上離れた位置とする。

次いで、切断トーチ４から高純度高圧の切断酸素６を、第一の鋼材１の端面１０側から見て下方斜め奥に噴出させて第四の予熱域５４に当て、第一の鋼材１の端面１０側から下面側までガス切断の反応域を到達させる。この状態を保ちつつ、切断トーチ４の向きを保ちながら、切断トーチ４を第四の予熱域５４から鋼材の幅方向Ｗに、図６（ａ）および図６（ｂ）に示す切断線Ｃ４に沿って移動させて、第一の鋼材１をガス切断する。切断線Ｃ４は、第四の面取り工程で予定する切断面１８と、第一の鋼材１の端面１０および第一の面取り工程ならびに第二の面取り工程による切断面１５、１６との交差線により設定する。この結果、第一の鋼材１の端面１０のうち下側の部分を面取りするように、第一の鋼材１がガス切断によりベベル切断され、切断片が下方に落下する。

あるいは、第四の面取り工程を、図６（ａ）および図６（ｂ）に示す内容に代えて、図７（ａ）および図７（ｂ）に示す内容で行う。すなわち、第一の鋼材１の端面１０の中央部近傍に配置された切断トーチ４から、第一の鋼材１～第三の鋼材３の左右側面に対して傾斜角を有するように、斜め下方奥の第四の予熱域５４に向けて予熱炎（図７では図示せず）を噴出させ、第四の予熱域５４に当てて予熱する。

次いで、切断トーチ４から高純度高圧の切断酸素６を、第一の鋼材１の端面１０の中央部近傍から斜め下方奥に噴出させて第四の予熱域５４に当て、第一の鋼材１の端面１０側から下面側までガス切断の反応域を到達させる。この状態を保ちつつ、図７（ａ）および図７（ｂ）に破線で示す状態から実線で示す状態へと切断トーチ４の向きを変えながら、切断トーチ４を鋼材の幅方向Ｗにわずかに移動させる。これにより、切断酸素６が第一の鋼材１に当たる位置を第四の予熱域５４から切断線Ｃ４に沿って移動させて、第一の鋼材１をガス切断する。

第四の面取り工程でも、図６（ａ）および図６（ｂ）、または図７（ａ）および図７（ｂ）に示すように、ガス切断の終点が第一の面取り工程による切断面１５上に位置している場合には、このガス切断の終点は第二の鋼材２から離れていることになる。よって、第一の面取り工程および第二の面取り工程とは異なり、切断トーチ４をガス切断の終点で停止させても良い。あるいは、ガス切断の終点が第一の面取り工程による切断面１５上に位置せず、第二の鋼材２に接する場合には、第一の面取り工程および第二の面取り工程と同様に、第一の鋼材１と第二の鋼材２との境界では切断トーチ４を停止させずに通過させ、そのまま第二の鋼材２の上面に進入するまで移動する。このようにすると、第一の鋼材１と第二の鋼材２とが隙間なく接していながらも、切断酸素による鋼の燃焼、燃焼による発熱、発熱によるスラグの溶融および除去という連鎖反応、すなわちガス切断は、第一の鋼材１と第二の鋼材２との境界で停止し、第二の鋼材２側には進展しない。

なお、上記に代えて、第四の予熱域５４を、第一の面取り工程による切断面１５の下側の辺上でかつ第二の鋼材２から離れていながら第二の鋼材２に近い位置としても良い。この場合には、切断トーチ４を第四の予熱域５４から鋼材の幅方向Ｗに、上記とは左右逆方向に移動させて、第一の鋼材１の端面１０のうち下側の部分をガス切断する。

また、第三の面取り工程による切断面１７と第四の面取り工程による切断面１８は、上下対称な形状にすることが好ましい。

そして、本実施の形態の鋼材の製造方法は、上述の鋼材のガス切断方法によって、端面１０の上下左右側の部分が面取りするようにガス切断された第一の鋼材１を鋼片とし、この鋼片（第一の鋼材）１をその端面１０側から圧延するものである。

上記各実施の形態の鋼材のガス切断方法によれば、切断対象である一の鋼材（第一の鋼材）１の予熱域（第一の予熱域～第四の予熱域）５０～５４を、切断対象ではない他の鋼材（第二の鋼材、第三の鋼材）２、３から離れた位置に設定するので、高温の予熱炎によって他の鋼材（第二の鋼材、第三の鋼材）２、３に疵がつくことがない。特に、予熱域（第一の予熱域～第四の予熱域）５０～５４を、他の鋼材（第二の鋼材、第三の鋼材）２、３から２ｍｍ以上離れた位置とすれば、予熱炎により他の鋼材（第二の鋼材、第三の鋼材）２、３に疵がつくことを確実に防止できる。

また、上記各実施の形態の鋼材のガス切断方法では、切断酸素を一の鋼材（第一の鋼材）１と他の鋼材（第二の鋼材、第三の鋼材）２、３との境界２０、３０で停止させずに通過させて他の鋼材（第二の鋼材、第三の鋼材）２、３に進入するまで移動させている。これにより、一の鋼材（第一の鋼材）１と他の鋼材（第二の鋼材、第三の鋼材）２、３とが隙間なく接していながらも、切断酸素による鋼の燃焼、燃焼による発熱、発熱によるスラグの溶融および除去という連鎖反応が上記境界２０、３０で停止し、ガス切断は他の鋼材（第二の鋼材、第三の鋼材）２、３側には進展しない。

また、上記各実施の形態の鋼材のガス切断方法では、切断酸素を一の鋼材（第一の鋼材）１と他の鋼材（第二の鋼材、第三の鋼材）２、３との境界で停止させずに通過させて他の鋼材（第二の鋼材、第三の鋼材）２、３に進入するまで移動させている。これにより、一の鋼材（第一の鋼材）１における鋼の燃焼による発熱は、上記境界２０、３０で長時間継続せず、また鋼の燃焼による発熱は予熱炎による予熱温度よりも低いので、切断酸素による発熱により上記境界２０、３０において他の鋼材（第二の鋼材、第三の鋼材）２、３に疵がつくことがない。

また、第二の実施の形態の鋼材の切断方法においては、切断酸素を前記第三の予熱域または前記第四の予熱域から鋼材の幅方向に水平移動させてガス切断するので、ガス切断の終了地点が切断対象ではない前記第二の鋼材および前記第三の鋼材から離れることとなり、鋼の燃焼による発熱により前記第二の鋼材および前記第三の鋼材に疵がつくことがない。

また、切断トーチ４からの予熱炎５および切断酸素６の噴出および停止、ならびに切断トーチ４の３次元移動および角度の変更を、ロボット７により行うので、ガス切断を非常に効率的に効率的かつ安全に行うことができる。

また、第一の面取り工程～第四の面取り工程では、予熱炎を第一の鋼材１の端面１０の上側の辺上または第一の面取り工程もしくは第二の面取り工程による切断面１５、１６の上側の辺上もしくは下側の辺上に当てて予熱し、次いで、下方または下方斜め手前もしくは下方斜め奥に噴出する切断酸素によりガス切断している。これにより、予熱炎および切断酸素を噴出する切断トーチ４が、第一の鋼材～第三の鋼材１～３に平行な鉛直面内で下向きとなり、第一の鋼材～第三の鋼材１～３を軸周りに回転させて向きを変えなくても、切断トーチ４が鋼材と干渉することがない。よって、鋼材を１本ずつ取り出すことなく、隙間なく接したままガス切断を行うことができる。よって、ロボット７により操作される切断トーチ４が、鋼材と干渉する問題が発生しない。

また、上記実施の形態の鋼材の製造方法によれば、上記の鋼材のガス切断方法によって、第一の鋼材１の端面１０のうち、第二の鋼材２側の部分、第三の鋼材３側の部分、上側部分および下側部分を面取りするようにガス切断した上で、第一の鋼材１を鋼片として、端面１０側から圧延するので、鋼材の圧延前の鋼材１の端部処理を効率的に行うことができ、鋼材の製造の効率を大幅に高めることができる。

本発明の鋼材の切断方法において、予熱域を他の鋼材から離れた位置とすることによる効果を確認するための比較試験を行った。

上記第二の実施の形態の鋼材のガス切断方法を試験対象とし、このうち図５に示す第三の面取り工程の第三の予熱域５３に当てる予熱炎の中心を、第三の鋼材３から鋼材の幅方向Ｗに０ｍｍ（比較例１）、１ｍｍ（比較例２）、３ｍｍ（発明例１）、４ｍｍ（発明例２）、５ｍｍ（発明例３）の五種類の位置に変化させた。なお、本比較試験では、予熱域の半径、すなわち予熱炎の中心から、予熱炎により鋼材が９００℃以上に加熱される領域の外縁までの距離が、２ｍｍとなるように設定している。

上記五例について、第三の面取り工程のガス切断後に、第三の鋼材３に、予熱炎により疵が付いているかどうかを、目視により確認した。

比較例１、２では、第三の予熱域５３から離れていない第三の鋼材３に、予熱炎により疵が付いていることが、目視により確認された。発明例１～３では、第三の予熱域５３から離れている第三の鋼材３に、予熱炎により疵が付いていることは、確認されなかった。これより、予熱域を、他の鋼材から離れた位置とすることにより、予熱炎により他の鋼材に疵がつくことを防止できることが確認された。

１ 一の鋼材（第一の鋼材、鋼片）
２ 他の鋼材（第二の鋼材）
３ 他の鋼材（第三の鋼材）
４ 切断トーチ
５ 予熱炎
６ 切断酸素
７ ロボット
１０ 一の鋼材（第一の鋼材）の端面
１１ 端面の第二の鋼材側の部分
１２ 端面の第三の鋼材側の部分
１３ 端面の上側部分
１４ 端面の下側部分
１５ 第一の面取り工程による切断面
１６ 第二の面取り工程による切断面
２０ 他の鋼材（第二の鋼材）との境界
３０ 他の鋼材（第三の鋼材）との境界
５０ 予熱域
５１ 予熱域（第一の予熱域）
５２ 予熱域（第二の予熱域）
５３ 予熱域（第三の予熱域）
５４ 予熱域（第四の予熱域）
Ｈ 鋼材の高さ方向
Ｌ 鋼材の長さ方向
Ｗ 鋼材の幅方向

Claims (7)

1. 一の鋼材と他の鋼材とを隙間の大きさが３ｍｍ以下となるように配列し、
   前記一の鋼材のうち前記他の鋼材から離れた予熱域に予熱炎を当てて予熱し、
   次いで、切断酸素を前記予熱域から前記一の鋼材と前記他の鋼材との境界で停止させずに前記他の鋼材に進入するまで移動させることにより、前記切断酸素による鋼の燃焼発熱によるスラグの溶融および除去の連鎖反応を前記境界で停止させて、前記一の鋼材のみをガス切断すること
   を特徴とする鋼材のガス切断方法。
2. 前記予熱域を、前記他の鋼材から２ｍｍ以上離れた位置とすることを特徴とする請求項１に記載の鋼材のガス切断方法。
3. 前記ガス切断により、前記一の鋼材の端部をベベル切断することを特徴とする請求項１または２に記載の鋼材のガス切断方法。
4. 前記予熱炎による前記予熱および前記切断酸素による前記ガス切断をロボットにより行うことを特徴とする請求項１～３のいずれかに記載の鋼材のガス切断方法。
5. 前記一の鋼材と前記他の鋼材として、第一の鋼材、第二の鋼材および第三の鋼材を互いに平行に、前記第一の鋼材が前記第二の鋼材と前記第三の鋼材との間に挟まれるようにして隙間の大きさが３ｍｍ以下となるように配列し、
   前記第一の鋼材の端面の上側の辺上でかつ前記第二の鋼材および前記第三の鋼材から離れた第一の予熱域に予熱炎を当てて予熱し、次いで、下方に噴出する切断酸素を前記第一の予熱域から前記第一の鋼材の上面を前記第二の鋼材との境界で停止させずに該第二の鋼材の上面に進入するまで移動させて、前記端面の前記第二の鋼材側の部分を面取りするようにガス切断する第一の面取り工程と、
   前記第一の鋼材の端面の上側の辺上または前記第一の面取り工程による切断面の上側の辺上でかつ前記第二の鋼材および前記第三の鋼材から離れた第二の予熱域に予熱炎を当てて予熱し、次いで、下方に噴出する切断酸素を前記第二の予熱域から前記第一の鋼材の上面を前記第三の鋼材との境界で停止させずに該第三の鋼材の上面に進入するまで移動させて、前記端面の前記第三の鋼材側の部分を面取りするようにガス切断する第二の面取り工程と、
   前記第一の面取り工程または前記第二の面取り工程による切断面の上側の辺上でかつ前記第二の鋼材および前記第三の鋼材から離れた第三の予熱域に予熱炎を当てて予熱し、次いで、前記端面側から見て下方斜め手前に噴出する切断酸素を前記第三の予熱域から鋼材の幅方向に水平移動させて、前記端面の上側部分を面取りするようにガス切断する第三の面取り工程と、
   前記第一の面取り工程または前記第二の面取り工程による切断面の下側の辺上でかつ前記第二の鋼材および前記第三の鋼材から離れた第四の予熱域に予熱炎を当てて予熱し、次いで、前記端面側から見て下方斜め奥に噴出する切断酸素を前記第四の予熱域から鋼材の幅方向に水平移動させて、前記端面の下側部分を面取りするようにガス切断する第四の面取り工程と
   を含むことを特徴とする請求項１～４のいずれかに記載の鋼材のガス切断方法。
6. 前記第一の鋼材～前記第三の鋼材の向きを変えずに、前記第一の面取り工程～前記第四の面取り工程を行うことを特徴とする請求項５に記載の鋼材のガス切断方法。
7. 請求項５または６に記載の鋼材のガス切断方法により前記端面の前記第二の鋼材側の部分、前記第三の鋼材側の部分、前記上側部分および前記下側部分を面取りするようにガス切断した前記第一の鋼材を鋼片とし、該鋼片を前記端面側から圧延することを特徴とする鋼材の製造方法。

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